JP3908999B2

JP3908999B2 - Optical fiber connection method

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Publication number: JP3908999B2
Application number: JP2002266587A
Authority: JP
Inventors: 恭一佐々木; 律川瀬; 正義鈴木; 辰志小林
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2022-09-12
Also published as: KR20030040087A; JP2003322746A; US6981802B2; DE60203086D1; US20030091294A1; EP1312955B1; KR100501786B1; DE60203086T2; EP1312955A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光素子、光回路パッケージ、光回路装置などの光通信、光情報処理に用いられる光素子、部品、装置間から引き出された光ファイバを相互に接続する光ファイバの接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光回路パッケージ内の複数の光素子の接続や、複数の光回路パッケージ相互間、あるいは光回路パッケージを搭載する光回路装置などにおける光ファイバを用いた光学接続では、一般的に光素子、光回路パッケージ、光回路装置などから引き出された光ファイバの端部に、光コネクタ、メカニカルスプライサを配置して光ファイバを接続するか、または融着接続により光ファイバ同士を相互に接続している。
【０００３】
しかしながら、現状の光コネクタでは、光ファイバを接続するためにＰＣ（ＰｈｙｓｉｃａｌＣｏｎｔａｃｔ）接続が必要であり、そのためにジルコニア、ガラス、セラミック等で作られているフェルールに光ファイバを挿入して接着した後に、光ファイバを研磨することが必要となり、光ファイバ同士を接続するための工程がかなり煩雑であり、また、この研摩工程に多大な時間を必要としていた。
【０００４】
一方、研摩工程を必要としないメカニカルスプライスによる接続及び融着接続は、光ファイバ素線を剥き出しの状態で、Ｖ溝上、または、キャピラリ内で位置合わせする必要があり、その場合には光ファイバ素線が破損する恐れがあった。特に、特開平１１−１６０５６４号公報に記載のようにガラスキャピラリ中で光ファイバを位置合わせする場合には、キャピラリに光ファイバ素線が接触し、光ファイバ素線端部が破損する可能性が大きく、作業時間が長くなったり、歩留りに大きな影響があったりした。
【０００５】
また、上記公報および特開平１１−２６４９１４号公報には、キャピラリにスリワリを設けて光ファイバの接続部に接着剤または屈折率整合剤を入れる場合が示されているが、その場合、スリワリを設けることによりキャピラリの強度が非常に弱くなり、接続操作を行う際にスリワリ部が破損する場合があり、問題となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における上記のような問題点を解決することを目的としてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、上記のように光素子、光回路パッケージ、光回路装置などの端部から引き出された光ファイバを接続する場合、光ファイバ、特に被覆を除去した光ファイバ素線同士の位置合わせにおいて、接続時に位置合わせの確実性が高く、作業時間が短く、省スペースで作業性が良好な光ファイバ接続方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバの接続方法の第１の方法は、複数の貫通孔を有する２つの接続部材の各々の該貫通孔に、光ファイバを挿入して、光ファイバの端面が該貫通孔の出口または出口近傍に位置する状態にする工程と、該貫通孔を有する２つの接続部材の端面同士を対向させて突き合わせる工程と、該貫通孔を有する２つの接続部材を光ファイバの中心軸方向にスライドさせ、一方の接続部材の複数の貫通孔内で光ファイバを接続させる工程とを有することを特徴とする。それにより、互いに突き合わされている複数の貫通孔を有する２つの接続部材と、該接続部材の各々の貫通孔に挿入された複数の光ファイバとよりなり、複数対の光ファイバが一方の接続部材の貫通孔内で接続している光ファイバ接続構造が形成される。
【０００８】
本発明の第２の方法は、１つの貫通孔を有する２つの接続部材よりなる複数対の接続部材の各々の該貫通孔に、光ファイバを挿入して、光ファイバの端面が該貫通孔の出口または出口近傍に位置する状態にする工程と、貫通孔に光ファイバが挿入された複数対の接続部材を整列部材の上に載置し、各対の２つの接続部材の端面同士を対向させて突き合わせる工程と、突き合わされた複数対の接続部材を該整列部材と固定部材によって挟み込んで固定した後、整列部材と固定部材とを光ファイバの中心軸方向にスライドさせ、各対の一方の接続部材の貫通孔内で光ファイバを接続させる工程とを有することを特徴とする。それによって、互いに突き合わされている１つの貫通孔を有する２つの接続部材と、該接続部材の貫通孔に挿入された２本の光ファイバとよりなり、該２本の光ファイバが一方の接続部材の貫通孔内で接続している光ファイバ接続構造が複数個形成される。
【０００９】
上記の場合、整列部材としては、複数本の溝、例えば断面Ｖ字形の溝を有するのが好ましい。また、光ファイバの端面に屈折率整合剤を塗布して光ファイバを接続するのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、本発明の光ファイバの接続構造について説明する。
図１〜４は、１つの貫通孔を有する接続部材を用いる本発明の第２の接続方法を説明する図であって、図１は一つの貫通孔を有する接続部材における光ファイバの接続状態を説明する縦断面図である。２本の光ファイバ１１および１２が接続部材１３および１４の貫通孔に挿入され、ており、その一方の接続部材１４の貫通孔内で、２本の光ファイバ１１および１２が接続されている。図２は、本発明の第２の接続方法において使用する一つの貫通孔を有する接続部材の一例の斜視図である。図３は、２本の光ファイバ１１および１２が屈折率整合剤１９を介して接続されている状態を示す図である。図４は、本発明の第２の接続方法によって接続された光ファイバの多心接続構造の一例の一部破砕した平面図である。この図の場合、図１に示す接続構造が４個接合されて、４心の光ファイバ接続構造が形成されたものになっている。
【００１１】
また、図５〜図８は、複数の貫通孔を有する接続部材を用いる本発明の第１の接続方法を説明する図であって、図５は、第１の接続方法により接続された光ファイバ接続構造の一部破砕平面図である。２本の光ファイバの複数対（１１ａと１２ａ〜１１ｄと１２ｄ）が接続部材１３′および１４′の複数（図においては４つ）の貫通孔にそれぞれ挿入され、それら接続部材を矢印方向にスライドさせることによって、その一方の接続部材１４′の貫通孔内で、光ファイバ１１ａ〜１１ｄと１２ａ〜１２ｄとが接続されている。図６は、本発明において使用する複数の貫通孔を有する接続部材の一例の斜視図である。図においては、接続部材に設けた貫通孔の数は４個であるが、貫通孔の数には特に制限はなく、２個以上設けることができる。
【００１２】
図７および図８は、本発明の第１の接続方法によって接続された光ファイバの接続構造の他の例を説明するためのものであって、接続部材の複数の貫通孔の一部が光ファイバの接続に使用されていない場合を示す。すなわち、図７において、複数の貫通孔の一部に光ファイバが挿入されていない場合を示し、図８においては、接続部材をずらした形で突き合わせた場合を示す。
【００１３】
本発明において、接続される光ファイバは、特に限定されるものではなく、光学接続の適用目的に応じて適宜選択して使用され、例えば、石英またはプラスチック製のシングルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバ等が好ましく使用される。
【００１４】
また、本発明において用いる１つまたは複数の貫通孔を有する接続部材は、材質および構造がそれぞれ同一でも異なっていてもよく、光ファイバ種、設置環境、設置方法により適用目的に応じて適宜選択して使用されるが、１つの貫通孔を有する接続部材としては、キャピラリ状のもの、例えば、ガラス毛細管、プラスチック毛細管、金属毛細管、セラミック毛細管等が好ましく使用される。接続部材に設ける貫通孔の穴形は、光ファイバの形状によって適宜選択して使用される。例えば、円柱状の光ファイバ同士を接続する際には円筒状のものが好ましく使用される。これら貫通孔は、光ファイバの挿入をより容易にするために、その内径が貫通孔端面において最も大きく、中央部付近で最も小さくなっているのが好ましく、例えば、貫通孔端面が面取り、又はコーン形状のものが好ましく使用される。また、接続部材の外形は、接続部材を固定する構造体の形状や、光ファイバの位置合わせ方法等により、任意の形状とすることができるが、１つの貫通孔を有する接続部材の場合は、一般には円筒形のものが好ましく使用され、複数の貫通孔を有する接続部材の場合は直方体の形状のものが好ましく使用される。また、本発明において貫通孔に光ファイバを挿入する方法は、特に限定されることはなく、既存の方法が適宜使用できる。
【００１５】
本発明において、光ファイバ同士を、屈折率整合剤を介して接続してもよい。屈折率整合剤としては、光ファイバの屈折率に合わせて適宜材料を選択して使用することができ、例えば、シリコーンオイル、シリコーングリス等が好ましく使用される。
【００１６】
本発明の方法によって接続された個々の光ファイバの接続構造は、接続された光ファイバの接続状態を保持するために固定してもよい。固定材料および固定方法としては、接続状態を維持できる強度であれば、特に限定されるものではなく、適用目的に応じて適宜選択して用いればよいが、例えば、樹脂系の材料で接着したり、機械的に接続構造の部位を固定してもよい。固定用接着剤としては、接着により光ファイバに応力ひずみがかからないものであれば、如何なるものでも使用でき、例えばウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ナイロン系、フェノール系、ポリイミド系、ビニル系、シリコーン系、ゴム系、フッ素化エポキシ系、フッ素化アクリル系など各種の感圧接着剤（粘着材）、熱可塑性接着剤、熱硬化性接着剤、紫外線（ＵＶ）硬化性接着剤を使用することができる。作業の容易さからは、ＵＶ硬化性接着剤および熱可塑性接着剤が好ましく使用される。
【００１７】
一つの貫通孔を有する接続部材を用いる本発明の第２の方法において、光ファイバの接続構造を２個以上接合して多心接続構造のものとする場合には、その固定および整列部品や治具は、従来の如何なるものでも使用でき、特に限定されることはない。それらの部品に光ファイバを接続固定する場合には、上記の固定材料によって光ファイバの接続構造を接合固定すればよい。また、接続部材を他の構造体に固定する場合も、従来公知の方法を適宜使用することができ、機械的または上記の固定材料を用いて固定することができる。
【００１８】
次に、上記の接続構造のものを得るための本発明の光ファイバの接続方法について説明する。
【００１９】
図９は、本発明の第１の接続方法を説明する工程図である。なお、この図は、接続部材の複数の貫通孔の１つのみを示したものである。図９（ａ）に示すように、まず、複数の貫通孔を有する接続部材１３および１４の各貫通孔に、光ファイバ１１および１２を挿入して、光ファイバの端面が貫通孔の出口近傍に位置する状態にする。次いで、図９（ｂ）に示すように、光ファイバを挿入した複数の貫通孔を有する接続部材１３および１４を、それぞれの貫通孔出口端面１５および１６が向き合うようにして突き合わせる。その後、図９（ｃ）に示すように、一方の複数の貫通孔を有する部材１３を光ファイバ中心軸方向（図においては矢印方向）にスライドさせることにより、各２本の光ファイバ端部１７および１８が接続部材１３の各貫通孔内で接続した接続構造が形成される。なお、図９（ｃ）においては、接続部材１３を右方向にスライドさせているが、接続部材１４を左方向にスライドさせると、接続部材１４の複数の貫通孔内で２本の光ファイバが接続した接続構造が形成することができる。
【００２０】
上記の場合、図９（ｂ）に示すように、接続部材の貫通孔出口端部１５および１６が突き合されるが、貫通孔に挿入されている光ファイバ１１および１２は、接続部材１３および１４によって保護されているため、他の構造物に接触しても、光ファイバ１１および１２は破損されることがない。
【００２１】
図１０は、本発明の第１の接続方法の他の一例を説明する図である。この図の場合は、接続部材の複数の貫通孔の１つのみを示したものである。図１０（ａ）において、光ファイバ１１および１２を複数の貫通孔を有する接続部材１３および１４の各貫通孔に挿入して、光ファイバの端面が各貫通孔の出口近傍に位置する状態にする。次いで、光ファイバ同士の接続状態をより良好にするために、光ファイバの端面１７および１８に屈折率整合剤１９を塗布する。その後、図１０（ｂ）に示すように、光ファイバを挿入した複数の貫通孔を有する接合部材１３および１４を、それぞれの貫通孔出口端面１５および１６が向き合うようにして突き合わせる。次いで、図１０（ｃ）に示すように、複数の貫通孔を有する部材１３を光ファイバ中心軸方向にスライドさせて、２本の光ファイバを接続させ、本発明の光ファイバの接続構造を形成する。この場合、屈折率整合剤として、ＵＶ硬化型接着剤、熱硬化型接着剤等を用いて、光ファイバ端面の接続部を接合保持してもよい。
【００２２】
また、光ファイバの端面に屈折率整合剤を塗布する方法として、それぞれの貫通孔を有する接続部材の端部に屈折率整合剤を塗布しておき、光ファイバを挿入する際にその端部に付着させてもよく、それにより貫通孔内部で光ファイバ間に屈折率整合剤を挿入することができる。
【００２３】
図１１は、１つの貫通孔を有する複数対の接続部材、整列部材および固定部材を用いて光ファイバを接続する本発明の第２の方法を説明するものである。
【００２４】
図１１においては、まず、図９（ａ）に示すと同様に、１つの貫通孔を有する複数対の接続部材１３および１４の貫通孔に、光ファイバ１１および１２を挿入して、光ファイバの端面が貫通孔の出口近傍に位置する状態にする（図１１（ａ））。次いで、図１１（ｂ）に示すように、光ファイバを挿入した貫通孔を有する複数対の接続部材１３および１４を、平面状の整列部材３０の上で、それぞれの貫通孔出口端面１５および１６が向き合うようにして突き合わせる。次いで、接続部材１３および１４の上に平面状の固定部材４０を置き、整列部材３０と固定部材４０で接続部材１３、１４を挟み込み、固定する。その後、この整列部材３０と固定部材４０を接続部材１３および１４と共に光ファイバの中心線方向（図においては矢印方向）にスライドさせる（図１１（ｃ））。それにより、２本の光ファイバ端面１７および１８が各対の接続部材１３の貫通孔内で接続した接続構造が形成される。なお、図１１（ｃ）においては、接続部材１３を右方向にスライドさせているが、接続部材１４を左方向にスライドさせると、各対の接続部材１４の貫通孔内で２本の光ファイバが接続した接続構造を形成することができる。
【００２５】
上記のように接続した後、整列部材３０および固定部材４０を取り去ることにより、図１１（ｄ）に示す接続構造が形成される。この場合、接続時に必要なスペースは、整列部材および固定部材をスライドさせる程度でよいため、作業時の省スペース化が可能となる。なお、整列部材３０および固定部材４０は、取り去ることなく接続部材を固定した状態（図１１（ｃ）の状態）で使用することも可能である。
【００２６】
本発明において、整列部材の材質は、金属、プラスチック、ガラス、セラミック等、貫通孔を有する接続部材を変形させずに整列できるものが好ましく使用される。また、整列部材は複数個の溝を有してもよい。また、溝の形状は、貫通孔を有する接続部材を光ファイバの中心軸方向に直線状に位置合わせするために、直線状であることが好ましく、また、溝の断面形状がＶ字形であれば、精度よく貫通孔を有する接続部材の位置合わせをすることができるので好ましい。
【００２７】
また、固定部材は、接続部材を整列部材と挟み込むことにより確実に接続部材を固定できるものであれば、如何なる形状のものでもよいが、一般には、接続部材にかかる押圧力を平均的にすることができる平面状のものが好ましい。また、材質としては、セラミック、ガラス、金属、プラスチック、ゴム状物質等から、貫通孔を有する接続部材の材質に応じて適宜選択することができるが、これらの中でも、ゴム状物質がより好ましく使用される。また、貫通孔を有する接続部材と接する部分のみゴム状物質を用いたガラス、プラスチック、セラミック等のハイブリッド材料も好ましく使用される。
【００２８】
なお、貫通孔を有する部材を突き合わせる際に、前述の如く、接続部材の位置合わせができていれば接続部材の端面が接触していても、または端面間に隙間があっても構わない。隙間がある場合でも、貫通孔を有する接続部材１３および１４の位置合わせがなされていれば、貫通孔に挿入された光ファイバは、破損せずに容易に他の接続部材の貫通孔に挿入することができる。より良い光ファイバの接続を行うためには、上記のように接続部材の端面を突き合わせた後、光ファイバを押し込むことにより、光ファイバの端面同士を接触させることが好ましい。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】
実施例１
光ファイバ心線２１および２２（古河電工社製、２５０μｍ径）の被覆を端部から２０ｍｍ除去して光ファイバ素線（１２５μｍ径）を剥き出しにし、端部から５ｍｍのところで光ファイバ素線をカットし、光ファイバ素線部２３および２４の長さを１５ｍｍに調整した。その後、ホウ珪酸ガラスよりなる一対のマイクロキャピラリ（日本電気硝子社製、外径０．２５ｍｍ、内径０．１２６ｍｍ、長さ１０ｍｍ）２５および２６の一端部から光ファイバ素線部を挿入し、他方の端部近傍に光ファイバ素線端面を位置合わせした。このようにして光ファイバを挿入した１６個のマイクロキャピラリを用意した（図１２（ａ））。これらのマイクロキャピラリを、８つの断面Ｖ字形の溝を有する整列部材３３（８心ガラスＶ溝基板、モリテックス社製、２５０μｍピッチ）の各々の溝に、それらの端部が対向するように載置して端部を突き合わせた（図１２（ｂ））。次いで、固定部材４０（ガラス板、サイズ：２０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ：１．５ｍｍ）と整列部材３３とによって位置合わせされた状態でマイクロキャピラリを挟み込み固定した。その断面形状を図１３に示す。その後、固定部材および整列部材を光ファイバの中心線に沿って、マイクロキャピラリ２６が光ファイバ心線２２の被覆と接触するまで右方向にスライドさせた。それにより１６個のマイクロキャピラリ２５および２６も右方向に移動し、光ファイバ素線２３、２４がマイクロキャピラリ２５の中で接続した８対の接続構造を形成した（図１２（ｃ））。その後、整列部材と固定部材を取り外すことによって、８対の接続構造が一括して作製された。
【００３１】
得られた光ファイバの接続構造においては、光ファイバの８心を一括して接続しても、破損し易い光ファイバ素線がマイクロキャピラリに挿入されているので、光ファイバが破損することがなく、また、容易に８心全ての光ファイバ同士の接続が実施できた。
その後、光ファイバの接続点において接続損失を測定したところ、０．７ｄＢ以下であり、光学接続構造として十分使用可能であった。
【００３２】
実施例２
実施例１において、光ファイバ素線の端部に屈折率整合剤（古河電工社製、多心Ｖ溝突き合わせ用屈折率整合剤）を塗布した以外は、実施例１と同様にして光ファイバの接続を行った。
【００３３】
得られた光ファイバの接続構造においては、光ファイバの８心を一括して接続しても、破損し易い光ファイバ素線がマイクロキャピラリに挿入されているので、光ファイバが破損することがなく、また、容易に８心全ての光ファイバ同士の接続が実施できた。
その後、光ファイバの接続点において接続損失を測定したところ、０．５ｄＢ以下であり、光学接続構造として十分使用可能であった。
【００３４】
実施例３
図１４に示すようにして光ファイバの接続を行った。すなわち、１６本の光ファイバ心線２１ａ〜２１ｈ、２２ａ〜２２ｈ（古河電工社製、２５０μｍ径）の被覆を端部から２０ｍｍ除去して光ファイバ素線（１２５μｍ径）を剥き出しにし、端部から５ｍｍのところで光ファイバ素線をカットし、光ファイバ素線部２３ａ〜２３ｈ、２４ａ〜２４ｈの長さを１５ｍｍに調整した。その後、ポリアセタール樹脂よりなる８本の１２６μｍ内径の貫通孔を有する幅７ｍｍ、長さ１０ｍｍ、高さ３ｍｍの接続用ブロック４１、４２の一端部から光ファイバ素線部を挿入し、接続用ブロック４１、４２の他方の端部近傍に光ファイバ素線端面が位置するように位置合わせした。このように光ファイバを挿入した接続用ブロックを２個用意した（図１４（ａ））。次いで、これらの接続用ブロック４１と４２の端面同士を突き合わせた（図１４（ｂ））。その後、接続用ブロック４２が光ファイバ心線２２ａ〜２２ｈの被覆と接触するまで、両接続用ブロックを光ファイバの中心軸に沿って右方向にスライドさせた。それにより本発明の光ファイバの接続構造が形成された（図１４（ｃ））。
【００３５】
得られた光ファイバの接続構造においては、光ファイバの接続に際して、破損し易い光ファイバ素線が接続用ブロックの貫通孔に挿入されているので、光ファイバが破損することがなく、また、容易に光ファイバ同士の接続が実施できた。その後、光ファイバの接続点において接続損失を測定したところ、０．７ｄＢ以下であり、光学接続構造として十分使用可能であった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の光ファイバの接続方法は、上記の構成を有するから、光素子、光回路パッケージ、光回路装置などの端部から引き出された光ファイバを接続する場合、光ファイバ、特に被覆を除去した光ファイバ素線同士の位置合わせ時に、光ファイバが破損することがなく、また光ファイバを研磨する必要がない。したがって、接続に要する作業時間が短縮され、歩留まりが向上して、接続作業効率が向上するという効果を生じる。また、本発明により、容易に多心接続構造を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第２の接続方法を説明するための光ファイバの接続構造の一例の縦断面図である。
【図２】本発明の第２の接続方法に使用する接続部材の一例の斜視図である
【図３】本発明の第２の接続方法を説明するための光ファイバの接続構造の他の一例の縦断面図である。
【図４】本発明の第２の接続方法を説明するための光ファイバの多心接続構造の一例の一部破砕した平面図である。
【図５】本発明の第１の接続方法を説明するための光ファイバの接続構造の一例の一部破砕した平面図である。
【図６】本発明の第１の接続方法に使用する接続部材の一例の斜視図である
【図７】本発明の第１の接続方法を説明するための光ファイバの接続構造の他の一例を説明する図である。
【図８】本発明の第１の接続方法を説明するための光ファイバの接続構造の他の一例を説明する図である。
【図９】本発明の第１の接続方法を説明する工程図である。
【図１０】本発明の第１の接続方法の他の一例を説明する工程図である。
【図１１】本発明の第２の接続方法を説明する工程図である。
【図１２】実施例１における光ファイバの一括接続方法を説明する工程図である。
【図１３】実施例１における接続部材が固定された状態を示す断面図である。
【図１４】実施例３における光ファイバの一括接続方法を説明する工程図である。
【符号の説明】
１１（ａ〜ｄ），１２（ａ〜ｄ）…光ファイバ、１３（ａ〜ｄ），１４（ａ〜ｄ）…貫通孔を有する接続部材、１３′，１４′…複数の貫通孔を有する接続部材、１５，１６…貫通孔出口端面、１７，１８…光ファイバの端面、１９…屈折率整合剤、２１（ａ〜ｈ），２２（ａ〜ｈ）…光ファイバ心線、２３（ａ〜ｈ），２４（ａ〜ｈ）…光ファイバ素線部、２５，２６…マイクロキャピラリ、３０，３３…整列部材、４０…固定部材、４１，４２…接続用ブロック。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical element, an optical circuit package, optical communication such as optical circuit device, an optical element used in optical information processing, components, on how to connect the optical fibers to connect the optical fiber drawn from between the devices to each other .
[0002]
[Prior art]
In the optical connection using the optical fiber in the connection of a plurality of optical elements in the optical circuit package or between the plurality of optical circuit packages or in the optical circuit device mounted with the optical circuit package, the optical element and the optical circuit are generally used. An optical connector and a mechanical splicer are arranged at the end of an optical fiber drawn out from a package, an optical circuit device or the like to connect the optical fibers, or the optical fibers are connected to each other by fusion bonding.
[0003]
However, the current optical connector requires a PC (Physical Contact) connection in order to connect the optical fiber. For this purpose, after inserting and bonding the optical fiber to a ferrule made of zirconia, glass, ceramic, or the like. In addition, it is necessary to polish the optical fiber, the process for connecting the optical fibers to each other is considerably complicated, and this polishing process requires a lot of time.
[0004]
On the other hand, in the case of connection by splicing and fusion splicing that do not require a polishing process, it is necessary to align the optical fiber in the V groove or in the capillary with the optical fiber being bare. There was a risk of damage to the wire. In particular, when an optical fiber is aligned in a glass capillary as described in JP-A-11-160564, there is a possibility that the optical fiber strand contacts the capillary and the end portion of the optical fiber strand is damaged. It was big and the working time was long and the yield was greatly affected.
[0005]
In addition, the above publication and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-264914 show a case where a capillary is provided with a slit and an adhesive or a refractive index matching agent is added to the connection portion of the optical fiber. In this case, a slit is provided. As a result, the strength of the capillary becomes very weak, and there is a case where the slit portion is damaged when performing the connection operation, which is a problem.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made for the purpose of solving the above-described problems in the prior art. That is, the object of the present invention is to connect an optical fiber drawn from the end of an optical element, an optical circuit package, an optical circuit device, etc. in alignment, connecting high certainty of alignment during a short working time is that the workability in a small space to provide good optical fiber connection methods.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The first method of connection methods of the optical fiber of the present invention, the through hole of each of the two connecting members having a through-hole of the multiple, by inserting the optical fiber, the end face of the optical fiber through hole A step of bringing the two connection members having the through-holes to face each other, and a step of bringing the two connection members having the through-holes into a central axis of the optical fiber And a step of connecting the optical fibers in the plurality of through holes of the one connection member. Accordingly, the connecting member includes two connecting members having a plurality of through-holes facing each other, and a plurality of optical fibers inserted into the respective through-holes of the connecting member. An optical fiber connection structure connected in the through hole is formed.
[0008]
The second method of the present invention, two of the through hole of each of the connecting members of the double number versus ing the connecting member having one through-hole, and inserting the optical fiber, the end face of the optical fiber feedthrough a step of the state positioned near the exit or outlet of the hole, placing the connecting member of the double number pairs the optical fiber is inserted into the through hole on the alignment member, the end faces of the two connecting members of each pair a step of matching so as to face, after fixing sandwich the double several pairs of connecting members butted by said alignment member and the fixed member, the the alignment member and the fixing member is slid in the direction of the central axis of the optical fiber, each And a step of connecting the optical fiber within the through hole of one of the connection members of the pair . Accordingly, the connecting member includes two connecting members having one through-holes that face each other, and two optical fibers inserted into the through-holes of the connecting member, and the two optical fibers are one connecting member. A plurality of optical fiber connection structures connected in the through holes are formed.
[0009]
In the above case, the alignment member preferably has a plurality of grooves, for example, grooves having a V-shaped cross section. Further, it is preferable to connect the optical fiber by applying a refractive index matching agent to the end face of the optical fiber.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the optical fiber connection structure of the present invention will be described.
Figures 1-4, one a diagram illustrating a second connection method of the present invention to Ru with a connecting member having a through-hole, the connection state of the optical fiber at the connection member 1 with one through-hole It is a longitudinal cross-sectional view explaining these . Two optical fibers 11 and 12 are inserted into the through holes of the connection members 13 and 14, and the two optical fibers 11 and 12 are connected in the through hole of one of the connection members 14. FIG. 2 is a perspective view of an example of a connection member having one through hole used in the second connection method of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a state where the two optical fibers 11 and 12 are connected via the refractive index matching agent 19. FIG. 4 is a partially broken plan view of an example of a multi-fiber connection structure of optical fibers connected by the second connection method of the present invention. In this case of FIG., It is bonded four connection structure shown in FIG. 1, has four those core optical fiber connection structure has been formed.
[0011]
Further, FIGS. 5 to 8 are views for explaining the first connection method of the present invention to Ru with a connecting member having a plurality of through holes, FIG. 5, the light connected by a first connection It is a partial fracture top view of a fiber connection structure . A plurality of pairs (11a and 12a to 11d and 12d) of two optical fibers are respectively inserted into a plurality (four in the figure) through holes of the connecting members 13 'and 14' , and these connecting members are moved in the direction of the arrows. by sliding, in the through-hole of one connecting member 14 'of that, the optical fiber 11a~11d and 12a~12d are connected. FIG. 6 is a perspective view of an example of a connection member having a plurality of through holes used in the present invention. In the figure, the number of through holes provided in the connection member is four, but the number of through holes is not particularly limited, and two or more can be provided.
[0012]
7 and 8 are for explaining another example of the connection structure of the optical fibers connected by the first connection method of the present invention, in which some of the plurality of through holes of the connection member are optically connected. Indicates the case where it is not used for fiber connection. That is, FIG. 7 shows a case where the optical fiber is not inserted into a part of the plurality of through holes, and FIG. 8 shows a case where the connecting members are abutted in a shifted form.
[0013]
In the present invention, the optical fiber to be connected is not particularly limited and is appropriately selected and used depending on the application purpose of the optical connection. For example, a single mode optical fiber or a multimode optical fiber made of quartz or plastic is used. Etc. are preferably used.
[0014]
In addition, the connecting member having one or more through holes used in the present invention may be the same or different in material and structure, and is appropriately selected according to the application purpose according to the optical fiber type, installation environment, and installation method. However, as the connecting member having one through hole, a capillary-like member, for example, a glass capillary, a plastic capillary, a metal capillary, a ceramic capillary or the like is preferably used. The hole shape of the through hole provided in the connection member is appropriately selected and used depending on the shape of the optical fiber. For example, when connecting columnar optical fibers, a cylindrical one is preferably used. In order to make the insertion of the optical fiber easier, the inner diameter of these through holes is preferably the largest at the end face of the through hole and the smallest near the center. For example, the end face of the through hole is chamfered or cone-shaped. The shape is preferably used. Further, the outer shape of the connecting member can be any shape depending on the shape of the structure fixing the connecting member, the alignment method of the optical fiber, etc.In the case of the connecting member having one through hole, In general, a cylindrical member is preferably used, and in the case of a connection member having a plurality of through holes, a rectangular parallelepiped shape is preferably used. In the present invention, the method for inserting the optical fiber into the through hole is not particularly limited, and an existing method can be used as appropriate.
[0015]
In the present invention, the optical fibers may be connected through an index matching medium. As the refractive index matching agent, a material can be appropriately selected and used according to the refractive index of the optical fiber. For example, silicone oil, silicone grease, and the like are preferably used.
[0016]
The connection structure of individual optical fibers connected by the method of the present invention may be fixed in order to maintain the connection state of the connected optical fibers. The fixing material and the fixing method are not particularly limited as long as the connection state can be maintained, and may be appropriately selected and used depending on the application purpose. The part of the connection structure may be mechanically fixed. As the fixing adhesive, any adhesive can be used as long as it does not cause stress strain on the optical fiber. For example, urethane, acrylic, epoxy, nylon, phenol, polyimide, vinyl, silicone, etc. Various pressure-sensitive adhesives (adhesive materials) such as rubber, fluorinated epoxy and fluorinated acrylic, thermoplastic adhesives, thermosetting adhesives, and ultraviolet (UV) curable adhesives it can. From the viewpoint of ease of work, a UV curable adhesive and a thermoplastic adhesive are preferably used.
[0017]
In the second method of the present invention to Ru with a connecting member having one through-hole, if it is assumed by the connection structure of the optical fiber joining two or more multi-fiber connection structure, Ya its fixed and aligned parts Any conventional jig can be used and is not particularly limited. When optical fibers are connected and fixed to these parts, the optical fiber connection structure may be bonded and fixed with the fixing material. Moreover, when fixing a connection member to another structure, a conventionally well-known method can be used suitably, and it can fix mechanically or using said fixing material.
[0018]
Next, it describes how to connect the optical fibers of the present invention to obtain those above connection structure.
[0019]
Figure 9 is a process diagram illustrating a first connection METHODS of the present invention. This figure shows only one of the plurality of through holes of the connection member. As shown in FIG. 9 (a), first, the respective through holes of the connecting members 13 and 14 having a plurality of through holes, by inserting the optical fiber 11 and 12, the end face of the optical fiber in the vicinity of the outlet of the through hole Make it in a position. Next, as shown in FIG. 9B, the connection members 13 and 14 having a plurality of through holes into which optical fibers are inserted are abutted so that the through hole exit end faces 15 and 16 face each other. Thereafter, as shown in FIG. 9C, each of the two optical fiber end portions 17 is slid by sliding the member 13 having a plurality of through holes in the optical fiber central axis direction (the arrow direction in the drawing). And the connection structure which 18 and 18 connected in each through-hole of the connection member 13 is formed. In FIG. 9C, the connecting member 13 is slid rightward, but when the connecting member 14 is slid leftward, two optical fibers are formed in the plurality of through holes of the connecting member 14. A connected connection structure can be formed.
[0020]
In the above case, as shown in FIG. 9B, the through hole outlet ends 15 and 16 of the connection member are abutted, but the optical fibers 11 and 12 inserted in the through holes are connected to the connection member 13 and Therefore, the optical fibers 11 and 12 are not damaged even if they are in contact with other structures.
[0021]
Figure 10 is a diagram for explaining another example of the first connecting method of the present invention. In the case of this figure, only one of the plurality of through holes of the connection member is shown. In FIG. 10 (a), by inserting the optical fiber 11 and 12 in each through-hole of the connecting member 13 and 14 has a plurality of through holes, a state in which the end face of the optical fiber is positioned in the vicinity of the outlet of the respective through-holes . Next, a refractive index matching agent 19 is applied to the end faces 17 and 18 of the optical fibers in order to improve the connection between the optical fibers. Thereafter, as shown in FIG. 10B, the joining members 13 and 14 having a plurality of through holes into which the optical fibers are inserted are abutted so that the respective through hole exit end faces 15 and 16 face each other. Next, as shown in FIG. 10C, the member 13 having a plurality of through holes is slid in the direction of the center axis of the optical fiber to connect the two optical fibers to form the optical fiber connection structure of the present invention. To do. In this case, the connecting portion of the end face of the optical fiber may be bonded and held using a UV curable adhesive, a thermosetting adhesive, or the like as the refractive index matching agent.
[0022]
Also, as a method of applying the refractive index matching agent to the end face of the optical fiber, the refractive index matching agent is applied to the end of the connecting member having each through hole, and the end of the optical fiber is inserted when the optical fiber is inserted. The refractive index matching agent may be inserted between the optical fibers inside the through hole.
[0023]
FIG. 11 illustrates a second method of the present invention for connecting optical fibers using a plurality of pairs of connecting members having one through hole, an alignment member, and a fixing member.
[0024]
In FIG. 11 , first, as shown in FIG. 9A, optical fibers 11 and 12 are inserted into the through holes of a plurality of pairs of connection members 13 and 14 having one through hole, and the optical fiber The end face is positioned in the vicinity of the outlet of the through hole (FIG. 11 (a)). Then, as shown in FIG. 11 (b), the connecting member 13 and 14 of the pairs having a through hole to insert the optical fiber, on the planar alignment member 30, each of the through-hole outlet end face 15 and 16 Butt face each other. Next, a planar fixing member 40 is placed on the connecting members 13 and 14, and the connecting members 13 and 14 are sandwiched and fixed by the alignment member 30 and the fixing member 40. Thereafter, (the arrow direction in the figure) is slid in the direction of the center line of the optical fiber with the alignment member 30 and the fixing member 40 connecting member 13 and 14 (FIG. 11 (c)). Thereby, a connection structure in which the two optical fiber end faces 17 and 18 are connected in the through holes of each pair of connection members 13 is formed. In the FIG. 11 (c), the but slide the connecting member 13 in the right direction, by sliding the connecting member 14 to the left, two optical fibers in the through hole of the connecting member 14 of each pair Can be formed.
[0025]
After connecting, as described above, by removing the aligning member 30 and the fixing member 40, the connection structure shown in FIG. 11 (d) are formed. In this case, the space required at the time of connection is only required to slide the alignment member and the fixing member, so that space saving at the time of operation can be achieved. Incidentally, the alignment member 30 and the fixing member 40 can also be used in a fixed state without any connecting member be removed (the state of FIG. 11 (c)).
[0026]
In the present invention, the material of the alignment member is preferably a metal, plastic, glass, ceramic or the like that can be aligned without deforming the connecting member having the through hole. The alignment member may have a plurality of grooves. The groove shape is preferably linear in order to align the connecting member having the through hole linearly in the direction of the central axis of the optical fiber, and if the cross-sectional shape of the groove is V-shaped. It is preferable because the connecting member having the through hole can be accurately aligned.
[0027]
The fixing member may be of any shape as long as the connecting member can be securely fixed by sandwiching the connecting member with the alignment member, but in general, the pressing force applied to the connecting member should be averaged. A planar shape capable of forming is preferable. The material can be appropriately selected from ceramic, glass, metal, plastic, rubber-like substance and the like according to the material of the connecting member having the through hole. Among these, the rubber-like substance is more preferably used. Is done. In addition, a hybrid material such as glass, plastic, or ceramic using a rubber-like substance only at a portion in contact with the connecting member having a through hole is also preferably used.
[0028]
Note that when the members having the through holes are abutted, the end surfaces of the connecting members may be in contact with each other or there may be a gap between the end surfaces as long as the connecting members are aligned as described above. Even if there is a gap, if the connection members 13 and 14 having through holes are aligned, the optical fiber inserted into the through hole can be easily inserted into the through holes of other connection members without being damaged. be able to. In order to perform better optical fiber connection, it is preferable that the end faces of the optical fibers are brought into contact with each other by pushing the optical fiber after abutting the end faces of the connecting members as described above.
[0029]
【Example】
Hereinafter, although examples illustrate the present invention, the present invention is not name limited thereto.
[0030]
Example 1
The coating of the optical fiber cores 21 and 22 (Furukawa Electric Co., Ltd., 250 μm diameter) is removed 20 mm from the end to expose the optical fiber strand (125 μm diameter), and the optical fiber strand is placed 5 mm from the end. It cut and adjusted the length of the optical fiber strand part 23 and 24 to 15 mm. Thereafter, an optical fiber strand portion is inserted from one end of a pair of microcapillaries (Nippon Electric Glass Co., Ltd., outer diameter 0.25 mm, inner diameter 0.126 mm, length 10 mm) made of borosilicate glass, The end face of the optical fiber was positioned in the vicinity of the end of the optical fiber. In this way , 16 microcapillaries into which optical fibers were inserted were prepared (FIG. 12 (a)). These microcapillaries are placed so that their ends face each groove of an alignment member 33 (8-core glass V-groove substrate, manufactured by Moritex Corp., 250 μm pitch) having eight V-shaped grooves. butting an end portion with (FIG. 12 (b)). Next, the microcapillary was sandwiched and fixed while being aligned by the fixing member 40 (glass plate, size: 20 mm × 10 mm, thickness: 1.5 mm) and the alignment member 33. The cross-sectional shape shown in FIG. 13. Thereafter, the fixing member and the alignment member were slid rightward along the center line of the optical fiber until the microcapillary 26 contacted the coating of the optical fiber core wire 22. Thereby moving into 16 microcapillaries 25 and also the right 26, the optical fiber 23 and 24 to form a connection structure of eight pairs connected in microcapillary 25 (FIG. 12 (c)). After that, by removing the alignment member and the fixing member, eight pairs of connection structures were produced at once.
[0031]
In the obtained optical fiber connection structure, even if the eight optical fibers are connected together, the optical fiber that is easily damaged is inserted into the microcapillary, so that the optical fiber is not damaged. In addition, all the optical fibers in the 8 cores could be easily connected.
After that, when the connection loss was measured at the connection point of the optical fiber, it was 0.7 dB or less, which was sufficiently usable as an optical connection structure.
[0032]
Example 2
In Example 1 , an optical fiber was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a refractive index matching agent (manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd., multi-core V-groove matching refractive index matching agent) was applied to the end of the optical fiber. Connected.
[0033]
In the obtained optical fiber connection structure, even if the eight optical fibers are connected together, the optical fiber that is easily damaged is inserted into the microcapillary, so that the optical fiber is not damaged. In addition, all the optical fibers in the 8 cores could be easily connected.
Thereafter, when the connection loss was measured at the connection point of the optical fiber, it was 0.5 dB or less, and it was sufficiently usable as an optical connection structure.
[0034]
Example 3
Has made the connection of the optical fiber as shown in FIG. 14. That is, the coating of the 16 optical fiber core wires 21a to 21h and 22a to 22h (Furukawa Electric Co., Ltd., 250 μm diameter) is removed 20 mm from the end to expose the optical fiber strand (125 μm diameter), and from the end The optical fiber strand was cut at 5 mm, and the lengths of the optical fiber strand portions 23a to 23h and 24a to 24h were adjusted to 15 mm. Thereafter, an optical fiber element portion is inserted from one end of connecting blocks 41 and 42 having a width of 7 mm, a length of 10 mm, and a height of 3 mm having eight 126 μm inner diameter holes made of polyacetal resin. , 42 is aligned so that the end face of the optical fiber is located in the vicinity of the other end. Two connecting blocks into which optical fibers were inserted in this way were prepared (FIG. 14A ). Then, these were butting end faces of the connection blocks 41 and 42 (FIG. 14 (b)). Thereafter, both connection blocks were slid rightward along the central axis of the optical fiber until the connection block 42 contacted the coating of the optical fiber core wires 22a to 22h. As a result, the optical fiber connection structure of the present invention was formed (FIG. 14C ).
[0035]
In the obtained optical fiber connection structure, since an optical fiber strand that is easily damaged is inserted into the through-hole of the connection block when the optical fiber is connected, the optical fiber is not damaged and can be easily In addition, the optical fibers could be connected to each other. After that, when the connection loss was measured at the connection point of the optical fiber, it was 0.7 dB or less, which was sufficiently usable as an optical connection structure.
[0036]
【The invention's effect】
Since the optical fiber connection method of the present invention has the above-described configuration, when connecting an optical fiber drawn from an end of an optical element, an optical circuit package, an optical circuit device, etc., the optical fiber, particularly, the coating is removed. When aligning the optical fiber strands, the optical fiber is not damaged, and it is not necessary to polish the optical fiber. Therefore, the work time required for connection is shortened, yield is improved, and connection work efficiency is improved. Also, more the onset bright, it is possible to easily form the multi-fiber connection structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an example of an optical fiber connection structure for explaining a second connection method of the present invention.
Second another example of a connection structure of optical fibers for explaining a second method of connecting the connection a perspective view of an example of a connecting member used in the method [3] The present invention of the present invention; FIG FIG.
FIG. 4 is a partially fragmented plan view of an example of a multi-fiber optical fiber connection structure for explaining a second connection method of the present invention.
5 is a plan view showing an example of partially crushed All connection structure of the optical fibers for explaining a first connection method of the present invention.
[6] An example of a connecting member used for the first connection method of the present invention is a perspective view and FIG. 7 is another connection structure of optical fibers for explaining a first connection method of the present invention It is a figure explaining an example.
FIG. 8 is a diagram illustrating another example of an optical fiber connection structure for explaining the first connection method of the present invention.
FIG. 9 is a process diagram illustrating a first connection method of the present invention.
FIG. 10 is a process diagram illustrating another example of the first connection method of the present invention.
FIG. 11 is a process diagram illustrating a second connection method of the present invention.
FIG. 12 is a process diagram illustrating a method for collectively connecting optical fibers in Example 1.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state in which the connection member in Embodiment 1 is fixed.
14 is a process diagram for explaining a method for collectively connecting optical fibers in Embodiment 3. FIG.
[Explanation of symbols]
11 (ad), 12 (ad) ... optical fiber, 13 (ad), 14 (ad) ... connecting member having a through hole, 13 ', 14' ... having a plurality of through holes Connection member 15, 16 ... Through-hole exit end face, 17, 18 ... End face of optical fiber, 19 ... Refractive index matching agent, 21 (ah), 22 (ah) ... Optical fiber core wire, 23 (a ~h), 24 (a~h) ... optical fiber portion, 25, 26 ... micro Capitan La Li, 30, 33 ... aligning member, 40 ... fixing member, 41 ... connecting block.

Claims

複数の貫通孔を有する２つの接続部材の各々の該貫通孔に、光ファイバを挿入して、光ファイバの端面が該貫通孔の出口または出口近傍に位置する状態にする工程と、貫通孔に光ファイバが挿入された２つの接続部材の端面同士を対向させて突き合わせる工程と、突き合わされた２つの接続部材を光ファイバの中心軸方向にスライドさせ、一方の接続部材の複数の貫通孔内で光ファイバを接続させる工程とを有することを特徴とする光ファイバの接続方法。Inserting an optical fiber into each through hole of each of the two connecting members having a plurality of through holes so that the end face of the optical fiber is positioned at or near the outlet of the through hole; The end face of the two connecting members into which the optical fibers are inserted face each other and face each other, and the two faced joint members are slid in the direction of the central axis of the optical fiber so that the inside of the plurality of through holes of the one connecting member And a step of connecting the optical fiber.

１つの貫通孔を有する２つの接続部材よりなる複数対の接続部材の各々の該貫通孔に、光ファイバを挿入して、光ファイバの端面が該貫通孔の出口または出口近傍に位置する状態にする工程と、貫通孔に光ファイバが挿入された複数対の接続部材を整列部材の上に載置し、各対の２つの接続部材の端面同士を対向させて突き合わせる工程と、突き合わされた複数対の接続部材を該整列部材と固定部材によって挟み込んで固定した後、整列部材と固定部材とを光ファイバの中心軸方向にスライドさせ、各対の一方の接続部材の貫通孔内で光ファイバを接続させる工程とを有することを特徴とする光ファイバの接続方法。An optical fiber is inserted into each through-hole of each of a plurality of pairs of connecting members each having two through-holes, and the end face of the optical fiber is positioned at or near the outlet of the through-hole. And a step of placing a plurality of pairs of connection members having optical fibers inserted into the through-holes on the alignment member, and abutting the end surfaces of the two connection members of each pair facing each other, After a plurality of pairs of connection members are sandwiched and fixed between the alignment member and the fixing member, the alignment member and the fixing member are slid in the central axis direction of the optical fiber, and the optical fiber is inserted into the through hole of one connection member of each pair. An optical fiber connecting method.

光ファイバの端面に屈折率整合剤を塗布して光ファイバを接続することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバの接続方法。The optical fiber connection method according to claim 1 or 2, wherein an optical fiber is connected by applying a refractive index matching agent to an end face of the optical fiber.

整列部材が、接続部材を載置するための複数本の溝を有することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバの接続方法。The optical fiber connection method according to claim 2, wherein the alignment member has a plurality of grooves for mounting the connection member.

溝が断面Ｖ字形を有する請求項４に記載の光ファイバの接続方法。The optical fiber connecting method according to claim 4, wherein the groove has a V-shaped cross section.

固定部材が平面板である請求項２に記載の光ファイバの接続方法。The optical fiber connection method according to claim 2, wherein the fixing member is a flat plate.